(57)【要約】  本発明は、ＰＭフィルタの故障をより高精度で検出することを目的とする。本発明は、流入ＰＭ取得部によって取得される流入ＰＭ量とＰＭセンサによって検出される流出ＰＭ量とに基づいて、ＰＭ捕集率（流入ＰＭ量に対するＰＭ捕集量の割合）を算出するＰＭ捕集率算出部と、フィルタ再生処理の実行完了後、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、ＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合に、ＰＭフィルタに故障が生じたと判定する故障検出部と、を備えている。
2011118035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの故障を検出するパティキュレートフィルタの故障検出装置であって、
前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質を除去するフィルタ再生処理を実行するフィルタ再生処理実行部と、
前記パティキュレートフィルタに流入する粒子状物質の量である流入ＰＭ量を取得する流入ＰＭ量取得部と、
前記パティキュレートフィルタから流出する粒子状物質の量である流出ＰＭ量を検出するＰＭセンサと、
前記流入ＰＭ取得部によって取得される流入ＰＭ量と前記ＰＭセンサによって検出される流出ＰＭ量とに基づいて、流入ＰＭ量に対する前記パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭ量の割合であるＰＭ捕集率を算出するＰＭ捕集率算出部と、
前記フィルタ再生処理実行部によるフィルタ再生処理の実行完了後、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合に、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する故障検出部と、
を備えたパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【請求項２】
前記故障検出部が、前記フィルタ再生処理実行部によるフィルタ再生処理の実行完了後における流入ＰＭ量の積算値が故障判定実行の閾値以上となった時に、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率が低下する傾向にある場合に、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する請求項１に記載のパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【請求項３】
前記故障検出部が、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率の一定期間の間の低下量が所定の基準量以上のときに、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する請求項１又は２に記載のパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【請求項４】
前記故障検出部が、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率の一定期間の間の低下量を該一定期間の間の流入ＰＭ量の積算値で除算した値であるＰＭ捕集率の低下率が所定の基準値以上のときに、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する請求項１又は２に記載のパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの故障を検出するパティキュレートフィルタの故障検出方法であって、
前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質を除去するフィルタ再生処理を実行するフィルタ再生処理実行工程と、
前記パティキュレートフィルタに流入する粒子状物質の量である流入ＰＭ量を取得する流入ＰＭ取得部によって取得される流入ＰＭ量と、前記パティキュレートフィルタから流出する粒子状物質の量である流出ＰＭ量を検出するＰＭセンサによって検出される流出ＰＭ量とに基づいて、流入ＰＭ量に対する前記パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭ量の割合であるＰＭ捕集率を算出するＰＭ捕集率算出工程と、
前記フィルタ再生処理実行工程におけるフィルタ再生処理の実行完了後、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、前記ＰＭ捕集率算出工程において算出されるＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合に、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する故障検出工程と、
を有するパティキュレートフィルタの故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質（Particulate Matter：以下、ＰＭと称する）を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、ＰＭフィルタと称する）の故障検出装置及び故障検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に設けられたＰＭフィルタにおいては、熱劣化及び経時劣化により破損又は溶損等の故障が発生する場合がある。このようなＰＭフィルタの故障を検出する技術として、ＰＭフィルタの上流側と下流側との排気圧力の差に基づいて該故障を検出する技術が知られている。ＰＭフィルタが故障していると、ＰＭフィルタを通過する排気の流量が増加するため、ＰＭフィルタの上流側と下流側との排気圧力の差が正常時に比べて小さくなる。そのため、該差圧に基づいてＰＭフィルタの故障を検出することができる。【０００３】
しかしながら、ＰＭフィルタの故障の程度が比較的大きくなければ、このような差圧の値に正常時と比べて明確な差は生じない。そこで、近年では、ＰＭフィルタの故障をより高精度で検出するために、該故障検出に排気中のＰＭ量を検出するＰＭセンサを用いることが提案されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、ＰＭフィルタの下流側に設けられたＰＭセンサによって検出されるＰＭ量に基づいてＰＭフィルタの故障を判定する技術が開示されている。また、この特許文献１には、ＰＭフィルタでのＰＭ堆積量が基準堆積量以下の時はＰＭフィルタの故障判定を禁止することが記載されている。【０００５】
また、特許文献２には、ＰＭトラッパの上流側に設けられた入ＰＭセンサの検出値と、ＰＭトラッパの下流側に設けられた出ＰＭセンサの検出値との比に基づいて、ＰＭトラッパの故障を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１５２７５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３２２９０号公報
【特許文献３】特開２００９−５１２８１４号公報
【特許文献４】特開２００８−１９０５０２号公報
【特許文献５】特開２００７−３０４０６８号公報
【特許文献６】特開２００９−１９１６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＭフィルタに故障が生じると、ＰＭフィルタから流出するＰＭ量が増加する。そのため、内燃機関の排気通路におけるＰＭフィルタより下流側にＰＭセンサを設けた場合、該ＰＭセンサの検出値に基づいてＰＭフィルタの故障を検出することができる。【０００８】
しかしながら、ＰＭセンサの検出値には製品毎にばらつきが生じる場合がある。つまり、排気中における実際のＰＭ量が同一であっても、ＰＭセンサ毎の検出値が多少異なる場合がある。このようなばらつきが生じると、ＰＭセンサの検出値に基づいてＰＭフィルタの故障を高精度で検出することが困難となる。【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ＰＭフィルタの故障をより高精度で検出することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、ＰＭフィルタに流入するＰＭ量に対するＰＭフィルタに捕集されるＰＭ量の割合であるＰＭ捕集率を算出し、このＰＭ捕集率の変化の傾向に基づいてＰＭフィルタの故障を検出するものである。【００１１】
より詳しくは、本発明に係るパティキュレートフィルタの故障検出装置は、
内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの故障を検出するパティキュレートフィルタの故障検出装置であって、
前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質を除去するフィルタ再生処理を実行するフィルタ再生処理実行部と、
前記パティキュレートフィルタに流入する粒子状物質の量である流入ＰＭ量を取得する流入ＰＭ量取得部と、
前記パティキュレートフィルタから流出する粒子状物質の量である流出ＰＭ量を検出するＰＭセンサと、
前記流入ＰＭ取得部によって取得される流入ＰＭ量と前記ＰＭセンサによって検出される流出ＰＭ量とに基づいて、流入ＰＭ量に対する前記パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭ量の割合であるＰＭ捕集率を算出するＰＭ捕集率算出部と、
前記フィルタ再生処理実行部によるフィルタ再生処理の実行完了後、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合に、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する故障検出部と、
を備えている。【００１２】
ＰＭフィルタが正常の場合、フィルタ再生処理の実行完了後から次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間は、ＰＭ捕集率は増加する傾向にある。一方、ＰＭフィルタに故障が生じている場合は、フィルタ再生処理の実行完了後、ＰＭ堆積量がある程度の量以上となると、ＰＭフィルタの故障部分を通過する排気の流量の増加に伴い、流出ＰＭ量が増加する。その結果、ＰＭ捕集率が低下する。従って、ＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合、ＰＭフィルタに故障が生じたと判定できる。【００１３】
また、実際の流出ＰＭ量に対するＰＭセンサの出力値に製品毎のばらつきがあったとしても、実際の流出ＰＭ量の変化量に対するＰＭセンサの出力値の変化量は一定となる。そのため、流出ＰＭ量が増加したときの増加量に対するＰＭ捕集率の低下量も一定となる。従って、ＰＭ捕集率の変化の傾向に基づいてＰＭフィルタの故障を判定することで、ＰＭフィルタの故障をより高精度で検出することができる。【００１４】
ここで、ＰＭフィルタに故障が生じていても、フィルタ再生処理の実行完了後、ＰＭフィルタにおけるＰＭ堆積量がある程度の量に達するまでは、正常時と同様、ＰＭ捕集率は上昇する傾向にある。そこで、本発明において、故障検出部は、フィルタ再生処理実行部によるフィルタ再生処理の実行完了後における流入ＰＭ量の積算値が故障判定実行の閾値以上となった時に、ＰＭ捕集率が低下する傾向にある場合に、ＰＭフィルタに故障が生じたと判定してもよい。【００１５】
ここで、故障判定実行の閾値は、ＰＭフィルタにおけるＰＭ堆積量が、ＰＭフィルタに故障が生じていればＰＭ捕集率に低下傾向が現れる量まで増加していると判断できる値である。このような閾値は実験等に基づいて予め求めることができる。【００１６】
本発明において、故障検出部は、ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率の一定期間の間の低下量が所定の基準量以上のときに、ＰＭフィルタに故障が生じたと判定してもよい。また、故障検出部は、ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率の一定期間の間の低下量を該一定期間の間の流入ＰＭ量の積算値で除算した値であるＰＭ捕集率の低下率が所定の基準値以上のときに、ＰＭフィルタに故障が生じたと判定してもよい。これらの場合、所定の基準量又は所定の基準値は、ＰＭフィルタに故障が生じていると判断できる閾値である。このような閾値は実験等に基づいて予め求めることができる。【００１７】
本発明は、パティキュレートフィルタの故障検出方法として捕らえることもできる。例えば、本発明の一態様としてのパティキュレートフィルタの故障検出方法は、
内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの故障を検出するパティキュレートフィルタの故障検出方法であって、
前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質を除去するフィルタ再生処理を実行するフィルタ再生処理実行工程と、
前記パティキュレートフィルタに流入する粒子状物質の量である流入ＰＭ量を取得する流入ＰＭ取得部によって取得される流入ＰＭ量と、前記パティキュレートフィルタから流出する粒子状物質の量である流出ＰＭ量を検出するＰＭセンサによって検出される流出ＰＭ量とに基づいて、流入ＰＭ量に対する前記パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭ量の割合であるＰＭ捕集率を算出するＰＭ捕集率算出工程と、
前記フィルタ再生処理実行工程におけるフィルタ再生処理の実行完了後、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、前記ＰＭ捕集率算出工程において算出されるＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合に、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する故障検出工程と、
を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＰＭフィルタの故障をより高精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】フィルタ再生処理完了後における、ＰＭ堆積量に対するＰＭ捕集率の変化を示す図である。
【図３】実施例に係るＰＭフィルタの故障検出のフローを示すフローチャートである。
【図４】実施例の変形例に係るＰＭフィルタの故障検出のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２１】
＜実施例＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンの排気通路に設けられたＰＭフィルタの故障検出に適用した場合を例に挙げて説明する。尚、本発明に係る内燃機関はディーゼルエンジンに限られるものではなく、ガソリンエンジンであってもよい。
【００２２】
（内燃機関の吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。この内燃機関１には、吸気通路２および排気通路３が接続されている。
【００２３】
吸気通路２にはエアフローメータ４及びスロットル弁５が設けられている。エアフローメータ４は内燃機関１の吸入空気量を検出する。スロットル弁５は、吸気通路２の流路断面積を変更することで、該吸気通路２を流通する吸気の流量を調節する。
【００２４】
排気通路３には、排気中のＰＭを捕集するＰＭフィルタ６が設けられている。ＰＭフィルタ６には酸化触媒７が担持されている。尚、ＰＭフィルタ６に担持される触媒は、酸化触媒以外の酸化機能を有する触媒（例えば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）であってもよい。また、酸化機能を有する触媒がＰＭフィルタ６より上流側の排気通路３に設けられていてもよい。
【００２５】
ＰＭフィルタ６より上流側の排気通路３には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁８が設けられている。排気通路３における燃料添加弁８とＰＭフィルタ６との間には温度センサ１３及び上流側ＰＭセンサ１４が設けられている。また、排気通路３におけるフィルタ６より下流側には下流側ＰＭセンサ１５が設けられている。
【００２６】
温度センサ１３は、ＰＭフィルタ６に流入する排気の温度を検出する。上流側ＰＭセンサ１４は、ＰＭフィルタ６に流入する排気に含まれるＰＭ量（即ち、流入ＰＭ量）を検出する。下流側ＰＭセンサ１５は、ＰＭフィルタ６から流出する排気に含まれるＰＭ量（即ち、流出ＰＭ量）を検出する。
【００２７】
ＰＭセンサ１４，１５としては、特開２００８−１９０５０２号公報や特開２００７−３０４０６８号公報、特開２００９−１９１６９４号公報に開示されたもの等、公知のどのようなＰＭセンサでも適用することができる。特開２００８−１９０５０２号公報に開示されたＰＭセンサ（スートセンサ）は、電極が交互に配置された絶縁構造となっており、ＰＭが電極に付着・堆積すると導通し、抵抗値が小さくなる特性を利用してＰＭ量を検出する。特開２００７−３０４０６８号公報に開示されたＰＭセンサは、酸化触媒を有し、該酸化触媒に堆積したＰＭを燃焼させた時の温度上昇量に基づいてＰＭ量を検出する。特開２００９−１９１６９４号公報に開示されたＰＭセンサは、光学的手法により排気のＰＭ濃度を検出する。
【００２８】
また、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０には、エアフローメータ４、温度センサ１３、上流側ＰＭセンサ１４、下流側ＰＭセンサ１５が電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ１０には、内燃機関１のクランクポジションセンサ１１、及び内燃機関１が搭載された車両のアクセル開度センサ１２が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１１の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出することができる。また、ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ１２の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出することができる。
【００２９】
ＥＣＵ１０には、スロットル弁５及び燃料添加弁８が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によってこれらの動作が制御される。
【００３０】
尚、本実施例においては、上流側ＰＭセンサ１４が本発明に係る流入ＰＭ量取得部に相当する。流入ＰＭ量は、ＰＭセンサを用いずに、内燃機関１の機関負荷及び機関回転速度等に基づいてＥＣＵ１０によって推定してもよい。また、本実施例においては、下流側ＰＭセンサ１５が本発明に係るＰＭセンサに相当する。
【００３１】
（フィルタ再生処理）
ＰＭフィルタ６には、該ＰＭフィルタ６に捕集された排気中のＰＭが徐々に堆積する。本実施例においては、ＰＭフィルタ６に堆積したＰＭを除去するためにフィルタ再生処理が実行される。本実施例に係るフィルタ再生処理は、燃料添加弁８から排気中に燃料を添加することによって該燃料を酸化触媒７に供給することで実現される。酸化触媒７に供給された燃料が酸化することによって酸化熱が生じる。この酸化熱によって酸化触媒７及びＰＭフィルタ６の温度が上昇する。その結果、ＰＭフィルタ６に堆積したＰＭが酸化され除去される。
【００３２】
本実施例に係るフィルタ再生処理では、温度センサ１３によって検出される排気の温度に基づいて、燃料添加弁８から添加される燃料の量を調整する。該燃料添加量を調整することで、酸化触媒７及びＰＭフィルタ６の温度をＰＭの酸化が可能な温度まで上昇させる。尚、本実施例においては、燃料添加弁８を制御してフィルタ再生処理を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係るフィルタ再生処理実行部に相当する。
【００３３】
フィルタ再生処理は、他の手法によっても実現することができる。例えば、燃料添加弁８による燃料添加に代えて、内燃機関１において主燃料噴射より後のタイミングで副燃料噴射を行うことで酸化触媒７に燃料を供給してもよい。また、ＰＭフィルタ６を電気ヒータによって昇温させることでＰＭを酸化させてもよい。
【００３４】
本実施例において、上記フィルタ再生処理は、前回のフィルタ再生処理の実行が完了してからの流入ＰＭ量の積算値が、所定の再生処理実行開始の閾値に達した時に、その実行が開始される。また、フィルタ再生処理の実行開始後、所定の再生処理実行停止の閾値となる時間が経過した時に、その実行が停止される。尚、フィルタ再生処理の実行開始及び実行停止のタイミングの決定方法はこれらに限られるものではない。
【００３５】
（ＰＭ捕集率）
ここで、ＰＭフィルタ６におけるＰＭ堆積量とＰＭフィルタ６のＰＭ捕集率（流入ＰＭ量に対するＰＭフィルタ６に捕集されるＰＭ量の割合）との関係について図２に基づいて説明する。図２は、フィルタ再生処理完了後における、ＰＭ堆積量に対するＰＭ捕集率の変化を示す図である。図２において、横軸はＰＭフィルタ６におけるＰＭ堆積量を表しており、縦軸はＰＭフィルタ６におけるＰＭ捕集率を表している。また、図２において、実線Ｌ１はＰＭフィルタ６が正常の場合のＰＭ捕集率の変化を示しており、破線Ｌ２はＰＭフィルタ６に故障が生じた場合のＰＭ捕集率の変化を示している。
【００３６】
フィルタ再生処理の実行完了後は、再度、ＰＭフィルタ６におけるＰＭ堆積量が徐々に増加する。このとき、ＰＭフィルタ６が正常の場合は、図２の実線Ｌ１に示すように、ＰＭ堆積量がある程度の量に増加するまでは、該ＰＭ堆積量の増加に伴ってＰＭ捕集率は徐々に増加する。そして、ＰＭ堆積量がある程度の量以上となると、ＰＭ捕集率は略一定となる。
【００３７】
一方、図２の破線Ｌ２に示すように、ＰＭフィルタ６に故障が生じている場合においても、フィルタ再生処理の実行完了後、ＰＭ堆積量の増加に伴ってＰＭ捕集率はある程度までは増加する。しかしながら、ＰＭ堆積量がある程度の量に達すると、ＰＭフィルタ６内の圧力の増加に伴い、ＰＭフィルタ６の故障部分を通過する排気の流量が増加する。そのため、該故障部分を通ってＰＭフィルタ６から流出するＰＭ量も増加する。その結果、ＰＭ堆積量が増加しても、ＰＭ捕集率が低下することになる。
【００３８】
（ＰＭフィルタの故障検出）
そこで、本実施例においては、ＰＭ捕集率を算出し、このＰＭ捕集率の変化に基づいてＰＭフィルタ６の故障を検出する。つまり、フィルタ再生処理の実行完了後における流入ＰＭ量の積算値が故障判定実行の閾値以上となった時に、ＰＭ捕集率が低下する傾向にあれば、ＰＭフィルタ６に故障が生じたと判定する。ここで、故障判定実行の閾値は、ＰＭフィルタ６におけるＰＭ堆積量が、ＰＭフィルタ６に故障が生じていればＰＭ捕集率に低下傾向が現れる量（例えば、図２におけるＱｆ０で示す量）まで増加していると判断できる値である。該閾値は実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ１０に記憶されている。
【００３９】
以下、本実施例に係るＰＭフィルタの故障検出のフローについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。
【００４０】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、フィルタ再生処理の実行が完了したか否かが判別される。フィルタ再生処理の実行が完了したと判定された場合、ステップＳ１０２において、該処理の実行完了時点からの流入ＰＭ量の積算値ΣＰＭｆｒ１が算出される。
【００４１】
次に、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で算出された流入ＰＭ量の積算値ΣＰＭｆｒ１が故障判定実行の閾値ΣＰＭ０以上となったか否かが判別される。該積算値ΣＰＭｆｒ１が閾値ΣＰＭ０に達していないと判定された場合は、ステップＳ１０２における流入ＰＭ量の積算値ΣＰＭｆｒ１の算出が繰り返される。一方、該積算値ΣＰＭｆｒ１が閾値ΣＰＭ０以上となったと判定された場合は、次にステップＳ１０４の処理が実行される。
【００４２】
ステップＳ１０４においては、現時点のＰＭフィルタ６におけるＰＭ捕集率Ｒｐｍ１が算出される。尚、本実施例において、ＰＭ捕集率Ｒｐｍは下記の式（１）に基づいて算出される。
Ｒｐｍ＝１−（ＰＭｒｒ／ＰＭｆｒ）・・・式（１）
式（１）において、ＰＭｆｒは流入ＰＭ量であり、ＰＭｒｒは流出ＰＭ量である。
【００４３】
次に、ステップＳ１０５において、ＰＭ捕集率Ｒｐｍ１が算出されてから所定期間ｔ０が経過したか否かが判別される。該所定期間ｔ０は、ＰＭフィルタ６におけるＰＭ捕集率の変化の傾向を判断することが可能な期間として予め設定された一定の期間である。該所定期間ｔ０が経過したと判定された場合、次に、ステップＳ１０６において、現時点のＰＭフィルタ６におけるＰＭ捕集率Ｒｐｍ２が、ＰＭ捕集率Ｒｐｍ１と同様、上記式（１）に基づいて算出される。
【００４４】
次に、ステップＳ１０７において、ステップ１０６で算出されたＰＭ捕集率Ｒｐｍ２からステップ１０４で算出されたＰＭ捕集率Ｒｐｍ１を減算することで、ＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍが算出される。ＰＭ捕集率Ｒｐｍが低下していれば、該ＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍは負の値となる。
【００４５】
次に、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７で算出されたＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍが所定の基準値ΔＲ０以下であるか否かが判別される。ここで、基準値ΔＲ０は、負の値であって、ＰＭフィルタ６に故障が生じていると判断できる閾値である。
【００４６】
ステップＳ１０８において、ＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍが所定の基準値ΔＲ０以下であると判定された場合、ＰＭフィルタ６に故障が生じていると判定される。この場合、次に、ステップＳ１０９において、ＰＭフィルタ６の故障フラグがＯＮにされる。一方、ステップＳ１０８において、ＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍが所定の基準値ΔＲ０以下ではないと判定された場合、ＰＭフィルタ６は正常であると判定される。この場合、次に、ステップＳ１１０において、ＰＭフィルタ６の故障フラグがＯＦＦにされる。
【００４７】
尚、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ１０４及びＳ１０６を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係るＰＭ捕集率算出部に相当する。また、上記フローにおけるステップＳ１０４及びＳ１０６が、本発明に係るＰＭ捕集率算出工程に相当する。また、上記フローにおけるステップＳ１０８及びＳ１０９を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係る故障検出部に相当する。上記フローにおけるステップＳ１０８及びＳ１０９が、本発明に係る故障検出工程に相当する。
【００４８】
ここで、図２に示すように、ＰＭフィルタ６に故障が生じると、ＰＭ捕集率の値自体が正常時に比べて小さくなる場合がある。しかしながら、ＰＭセンサ１４，１５の出力値に製品毎のばらつきが存在すると、該ＰＭセンサ１４，１５の出力値に基づいて算出されるＰＭ捕集率の値にもばらつきが生じることになる。この場合、ＰＭ捕集率の値自体に基づいてＰＭフィルタ６の故障を高精度で検出することは困難である。
【００４９】
一方、上記のように、本実施例において、ＰＭフィルタ６の故障判定のパラメータとなるのは、ＰＭ捕集率の変化量（低下量）である。該ＰＭ捕集率の変化量（低下量）は、ＰＭセンサ１４，１５の出力値の製品毎のばらつきに起因して変化する値ではない。従って、本実施例に係るＰＭフィルタの故障検出方法によれば、ＰＭフィルタ６の故障をより高精度で検出することができる。
【００５０】
（変形例）
本実施例においては、ＰＭ捕集率の変化量を、該変化量が生じた期間の間における流入ＰＭ量の積算値で除算してＰＭ捕集率の変化率を算出し、該ＰＭ捕集率の変化率をパラメータとしてＰＭフィルタ６の故障判定を行なってもよい。
【００５１】
以下、本実施例の変形例に係るＰＭフィルタの故障検出のフローについて図４に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図４に示すフローチャートにおいては、図３に示すフローチャートと同一の処理を行なうステップには同一の参照番号が付されている。ここでは、図３に示す上記フローと異なる点についてのみ説明する。
【００５２】
本フローでは、ステップＳ２０６において、ステップＳ１０４でＰＭ捕集率Ｒｐｍ１が算出されてからステップＳ１０６でＰＭ捕集率Ｒｐｍ２が算出されるまでの所定期間ｔ０の間における流入ＰＭ量の積算値ΣＰＭｆｒ２が算出される。次に、ステップＳ２０７において、ステップＳ１０７で算出されたＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍをステップＳ２０６で算出された流入ＰＭ量の積算値ΣＰＭｆｒ２で除算することで、ＰＭ捕集率の変化率ＲＲｐｍが算出される。
【００５３】
次に、ステップＳ２０８において、ステップ２０７で算出されＰＭ捕集率の変化率ＲＲｐｍが所定の基準値ＲＲ０以下であるか否かが判別される。ここで、基準値ＲＲ０は、負の値であって、ＰＭフィルタ６に故障が生じていると判断できる閾値である。
【００５４】
ステップＳ２０８において、ＰＭ捕集率の変化率ＲＲｐｍが所定の基準値ＲＲ０以下であると判定された場合、ＰＭフィルタ６に故障が生じていると判定される。一方、ステップＳ２０８において、ＰＭ捕集率の変化率ＲＲｐｍが所定の基準値ＲＲ０以下ではないと判定された場合、ＰＭフィルタ６は正常であると判定される。
【００５５】
尚、本変施例においては、上記フローにおけるステップＳ２０８及びＳ１０９を実行するＥＣＵ１０が、本発明に係る故障検出部に相当する。また、上記フローにおけるステップＳ２０８及びＳ１０９が、本発明に係る故障検出工程に相当する。
【００５６】
本変形例においてＰＭフィルタ６の故障判定のパラメータとなるＰＭ捕集率の変化率（低下率）も、ＰＭセンサ１４，１５の出力値の製品毎のばらつきに起因して変化する値ではない。従って、本変形例に係るＰＭフィルタの故障検出方法によっても、ＰＭフィルタ６の故障をより高精度で検出することができる。
【００５７】
また、本実施例においては、フィルタ再生処理の実行完了後、流入ＰＭ量の積算値ΣＰＭｆｒ１が故障判定実行の閾値ΣＰＭ０以上となってから、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、ＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍまたは変化率ＲＲｐｍを複数回算出してもよい。そして、複数回分のＰＭ捕集率の変化量ΔＲｐｍまたは変化率ＲＲｐｍの値に基づいて、ＰＭ捕集率が低下傾向にあるか否かを判別してもよい。これによれば、ＰＭフィルタ６の故障の検出制度をさらに向上させることができる。
【００５８】
また、本実施例においては、フィルタ再生処理の実行完了後、ＰＭ捕集率の変化量または変化率を継続的に算出してもよい。そして、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、これらの値が負の値となったときに、ＰＭフィルタ６に故障が生じたと判定してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・内燃機関
３・・・排気通路
６・・・パティキュレートフィルタ（ＰＭフィルタ）
７・・・酸化触媒
８・・・燃料添加弁
１０・・ＥＣＵ
１１・・クランクポジションセンサ
１２・・アクセル開度センサ
１４・・上流側ＰＭセンサ
１５・・下流側ＰＭセンサ
【図１】
2011118035.tif 000003
【図２】
2011118035.tif 000004
【図３】
2011118035.tif 000005
【図４】
2011118035.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月16日(2010.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの故障を検出するパティキュレートフィルタの故障検出装置であって、
前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質を除去するフィルタ再生処理を実行するフィルタ再生処理実行部と、
前記パティキュレートフィルタに流入する粒子状物質の量である流入ＰＭ量を取得する流入ＰＭ量取得部と、
前記パティキュレートフィルタから流出する粒子状物質の量である流出ＰＭ量を検出するＰＭセンサと、
前記流入ＰＭ取得部によって取得される流入ＰＭ量と前記ＰＭセンサによって検出される流出ＰＭ量とに基づいて、流入ＰＭ量に対する前記パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭ量の割合であるＰＭ捕集率を算出するＰＭ捕集率算出部と、
前記フィルタ再生処理実行部によるフィルタ再生処理の実行完了後、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合であって、該ＰＭ捕集率の一定期間の間の低下度合いが所定の程度以上のときに、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する故障検出部と、
を備えたパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記故障検出部が、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率の一定期間の間の低下量が所定の基準量以上のときに、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する請求項１に記載のパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【請求項４】
前記故障検出部が、前記ＰＭ捕集率算出部によって算出されるＰＭ捕集率の一定期間の間の低下量を該一定期間の間の流入ＰＭ量の積算値で除算した値であるＰＭ捕集率の低下率が所定の基準値以上のときに、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する請求項１に記載のパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタの故障を検出するパティキュレートフィルタの故障検出方法であって、
前記パティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質を除去するフィルタ再生処理を実行するフィルタ再生処理実行工程と、
前記パティキュレートフィルタに流入する粒子状物質の量である流入ＰＭ量を取得する流入ＰＭ取得部によって取得される流入ＰＭ量と、前記パティキュレートフィルタから流出する粒子状物質の量である流出ＰＭ量を検出するＰＭセンサによって検出される流出ＰＭ量とに基づいて、流入ＰＭ量に対する前記パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭ量の割合であるＰＭ捕集率を算出するＰＭ捕集率算出工程と、
前記フィルタ再生処理実行工程におけるフィルタ再生処理の実行完了後、次回のフィルタ再生処理の実行が開始されるまでの間に、前記ＰＭ捕集率算出工程において算出されるＰＭ捕集率が低下する傾向が現れた場合であって、該ＰＭ捕集率の一定期間の間の低下度合いが所定の程度以上のときに、前記パティキュレートフィルタに故障が生じたと判定する故障検出工程と、
を有するパティキュレートフィルタの故障検出方法。
【請求項６】
前記一定期間が、前記フィルタ再生処理実行部によるフィルタ再生処理の実行完了後における流入ＰＭ量の積算値が故障判定実行の閾値以上となった以後の期間である請求項１、３または４に記載のパティキュレートフィルタの故障検出装置。
【国際調査報告】
2011118035.tif 000007
2011118035.tif 000008
2011118035.tif 000009
2011118035.tif 000010